早在1816年，laplace （pierre-simon, marquis de laplace, french, 1749 – 1827）糾正newton (sir isaac newton, english, 1643 –1727 ) 早期聲音在空氣中速度的計算時，熱和聲的相互作用已經(jīng)引起了聲學家的興趣。newton假定聲波在氣體中的膨脹和壓縮不會影響氣體的溫度。laplace則認為實際上氣體的溫度會發(fā)生細微的變化，他還導出空氣中的正確聲速，比newton的估計值快18％。
19世紀的玻璃工在吹制他們的手工藝品時，有時會聽到這些手工藝品自發(fā)地發(fā)出聲音。實際上，當他們在一個玻璃容器的一端加熱時，不經(jīng)意間就把它轉(zhuǎn)變成了一臺熱聲發(fā)動機。這種現(xiàn)象最早在1850年被是記載在科學文獻中，那時熱和聲之間的關(guān)系已被比較好地認識到了。這種現(xiàn)象要通過熱和聲的相互作用進行解釋。
玻璃工手中的熱聲發(fā)動機
rijke管、sondhauss管和taconis振蕩是最早實驗研究熱聲振蕩的例子。
熱聲效應
聲波在空氣中傳播時會產(chǎn)生壓力及位移的波動，聲波的傳播也會引起溫度的波動。當聲波所引起的壓力、位移及溫度的波動與一固體邊界相作用時，就會發(fā)生明顯的聲波能量與熱能的轉(zhuǎn)換。
根據(jù)能量轉(zhuǎn)換觀點可將熱聲效應分為兩類：一是用熱來產(chǎn)生聲，即熱驅(qū)動的聲振蕩；二是用聲來產(chǎn)生熱流，即聲驅(qū)動的熱量傳輸。其相應的機械裝置分別為熱聲壓縮機和熱聲制冷機。熱聲壓縮機和熱聲制冷機在原理上是一致的，只是由于某些參數(shù)不同而導致了運行結(jié)果的迥異。
在一般情況下，為了在細長管子上產(chǎn)生很大的溫度梯度，可對其封閉端進行加熱，管內(nèi)氣體受熱后膨脹產(chǎn)生壓縮力導致氣流運動；波動的氣流靠近管壁處的氣團不斷地與管壁接觸換熱。由于氣流的急速運動以及傳熱邊界層粘滯性的存在，氣團與管壁的換熱不可能完全，管壁附近的氣體溫度與傳熱邊界層以遠的同平面（徑向）氣體的溫度分布不同，即導致傳熱滯后現(xiàn)象，存在壓力波與溫度波之間的相位差，激發(fā)了氣體的振蕩?？梢姡瑲饬鬟\動與傳熱之間的相位差是產(chǎn)生熱聲振蕩的必要條件。
若要獲得頗具強度的熱聲振蕩，不能只采用一根大管子就可實現(xiàn)。因為管內(nèi)的傳熱受傳熱邊界層的控制，只有那些接近管壁的氣團才參與換熱；采用由許多小管子組成熱聲發(fā)生器有可能有效。但實際上應采用眾多狹道，會比管子更奏效，因為狹道的比表面積更大。
熱聲制冷機原理
小型熱聲制冷機
現(xiàn)代熱聲學實驗方面最重要的發(fā)展之一是美國新墨西哥大學的carter教授和他的研究生k. t.feldman在1962年對sondhauss管進行的改進。他們在sondhauss管中采用適當?shù)慕Y(jié)構(gòu)來提高它的效率，大大加強了管內(nèi)的熱聲效應。1988年，美國los alamos國家實驗室的g. w. swift和j. t. wheatley研制了第一臺熱聲制冷機，并進一步發(fā)展rott的熱聲理論。
由于熱聲機械沒有運動部件，可實現(xiàn)長壽命運轉(zhuǎn)，對空間技術(shù)等具有開發(fā)潛力和應用前景。另一方面，熱聲機械可采用熱能（燃氣、太陽能等）驅(qū)動，它的應用將為合理利用低品位能源、提高系統(tǒng)的熱力學效率開辟新的途徑。
熱聲天然氣液化器